科學新聞網站《Science Alert》報導,宇宙誕生後約38萬年,這段被稱為宇宙黎明的時期,宇宙中充滿了中性氫氣,光線難以穿透。科學家們一直好奇,究竟是什麼力量讓宇宙擺脫黑暗迎來光明?這項最新發表於《自然》(Nature)期刊的研究指出,矮星系在宇宙再電離過程中扮演關鍵角色,推翻了過去的認知。
在宇宙大爆炸(Big Bang)後的數分鐘內,宇宙充滿了高溫、高密度的電漿霧,光線無法穿透。約30萬年後,宇宙冷卻,質子和電子結合形成中性氫氣和少量氦氣。雖然光線可以穿透中性氣體,但早期宇宙缺乏光源。
第一批恆星誕生後,輻射出強大能量,使電子脫離原子核,再次將氣體電離。此時宇宙已大幅膨脹,氣體密度降低,光線終於得以穿透。約在大霹靂後 10 億年,宇宙完全再電離,光明遍佈宇宙。
過去,科學家認為大型星系或巨大黑洞才是宇宙再電離的主要驅動力,但由巴黎天文物理研究所(Institut d’Astrophysique de Paris)天文物理學家阿泰克(Hakim Atek)領導的國際團隊,利用韋伯和哈伯太空望遠鏡的數據觀測阿貝爾 2744 星系團(Abell 2744),有了驚人的發現。
阿貝爾2744星系團質量巨大,其周圍的時空會扭曲,形成「重力透鏡效應」(Gravitational Lensing),放大穿過該區域的光線,讓科學家能觀測到宇宙黎明時期的矮星系。
研究團隊取得這些矮星系的光譜數據後,發現它們的亮度遠超預期,數量也比大型星系多出許多。研究顯示,矮星系數量是大型星系的 100 倍,它們的輻射總量是大型星系電離輻射的 4 倍。
「別小看這些矮星系,它們就像宇宙的發電機,集體釋放的能量足以完成再電離的過程。」阿泰克表示。
目前,這項研究只觀測了一小部分天空,研究團隊還需要觀測更多重力透鏡區域,以取得更廣泛的早期星系樣本
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